KR20230125327A - 기계적으로 독립적인 고정자를 구비하는 축방향 자속모터 - Google Patents
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Abstract
축방향 자속 모터로서, 요크 내에 장착되는 복수의 고정자 코어를 수용하는 고정자 하우징을 포함하는 고정자 조립체로서, 각 고정자 코어는 전기 와이어 권선을 포함하는 것인, 고정자 조립체; 적어도 하나의 베어링에 의해 샤프트에 상호 연결되는 회전자 하우징, 샤프트에 상호 연결되는 플레이트, 및 플레이트에 상호 연결되는 복수의 자석을 포함하는, 회전자 조립체를 포함하고, 고정자 조립체는, 수정 없이 제1 구성의 회전자 조립체 및 제2 구성의 회전자 조립체에 상호 연결되도록 구성되는 것인, 축방향 자속 모터가, 제공된다.
Description
본 발명의 실시예들은, 개괄적으로, 상당한 수정 없이 많은 적용들에서 사용되는 축방향 자속 모터에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 실시예들은, 다양한 회전자 조립체 구성들을 용인하도록 구성되는 기계적으로 독립적인 모듈형 고정자 조립체를 포함하는, 축방향 자속 모터에 관한 것이다.
당업자들은, 물, 오일, 및 다른 유체를 이동시키도록 구성되는 임펠러들 또는 다른 회전 구성요소들을 사용하는 펌프들에서 흔히 사용되는, 축방향 자속 모터들을 인식할 것이다. 축방향 자속 모터들은, 또한, 팬들, 전자 저장 매체, 등을 회전시키기 위해 사용된다. 축방향 자속 모터들을 사용하는 것의 하나의 장점은, 이들의 크기가 매우 용이하게 규모 조정될 수 있다는 것이다. 실제로, 브러시리스 DC 모터들의 구성요소들은, 흔히, 인쇄 회로 보드들에 직접적으로 통합된다.
축방향 자속 모터들은, 일반적으로, 회전자로부터 이격된 고정자로 구성된다. 명칭이 암시하는 바와 같이, "축방향"은, 고정자와 회전자 사이의 간극이, 회전자 회전축과 정렬되거나, 회전자 회전축에 평행하다는 사실을 지칭한다. 고정자는, 통상적으로, 흔히 금속성인, 하나 이상의 코어를 중심으로 하여 감기게 되는 전도체의 형태의 전자석이다. 하우징이, 고정자를 수용한다. 회전자는, 하나 이상의 영구자석을 사용한다. 작동 시, 전자석에 에너지를 공급하는 것 또는 그를 통과하는 전류를 변경하는 것은, 회전자의 영구자석들의 자기장과 상호 작용하는, 일정하거나 가변적인 자기장을 생성할 것이다. 전자기장의 극성의 선택적 변경은, 회전자를 회전시킨다. 회전자는, 임펠러 블레이드, 기어, 팬, 등에 상호 연결되는, 샤프트에 상호 연결된다.
브러시리스 DC 모터를 자동차 내에 통합하는 것은, 흔히, 많은 노력을 요구한다. 예를 들어, 기존의 DC 모터들을 자동차 내에 적용하는 것은, 흔히, 모터의 고정자 하우징에 대한 변경을 요구한다. 고정자의 내부 구성요소들은 또한, 비용이 많이 들고 시간을 소모하는, 수정을 요구할 수 있을 것이다. 더욱 구체적으로, 브러시리스 DC 모터들은, 통상적으로, 통합된 유닛들이고, 고정자 조립체, 회전자 조립체, 제어 보드, 및 개별적인 하우징들이, 단일 유닛으로 구성된다. 따라서, 모터 적용에서의 변경이, 반드시, 하우징 및 내부 구성요소 설계 변경을 요구하며, 이는, 증가된 구성요소 비용 및 리드 타임으로 이어진다.
축방향 자속 모터들의 일부 자동차 적용들은, 냉각 유체 순환 펌프를 요구하는 내연 기관 또는 다른 적용에서 유체를, 특히 냉각 액체를, 펌핑하기 위한 펌프들을 포함한다.
관련 분야의 대표적인 것은, 축방향 자속 모터를 갖는 습식 회전자 펌프를 개시하는, US 특허출원 제2015/0030479호이다. 고정자는 건조한 구역 내에 배열되는 가운데, 임펠러 상의 회전자는 습한 구역 내에 배열된다. 회전자는, 하나 이상의 사마륨 코발트(SmCo) 영구자석에 의해 형성된다.
대표적인 종래 기술은 추가로, 펌프로서, 캐비티를 부분적으로 한정하는 하우징, 캐비티 내에 배열되는 임펠러로서, 임펠러는, 제1 디스크 및 제1 디스크 상에 배열되는 베인을 포함하고, 임펠러는, 회전축을 중심으로 회전하도록 작동하는 것인, 임펠러, 하우징 상에 배열되는 제1 고정자 코어, 제1 고정자 코어 상에 배열되는 권선들, 및 하우징에 의해 한정되는 제1 유입구를 포함하는 것인, 펌프에 있어서, 제1 유입구, 임펠러, 및 하우징은, 유체 유동 경로를 부분적으로 한정하는 것인, 펌프를 개시하는, US 특허출원 제2017/0016449호를 포함한다.
모듈형 구성요소들을 구비하는 축방향 자속 모터로서, 표준 고정자 조립체가 복수의 회전자 조립체를 수용하도록 구성되는 것인, 축방향 자속 모터를 제공하는 것에 대한 오랫동안 느꼈던 필요성이 있다.
본 발명의 일부 실시예의 하나의 양태가, 고정자 조립체 및 회전자 조립체로 구성되는 축방향 자속 모터를 제공하는 것이다. 회전자 조립체는, 적어도 하나의 베어링을 통해 회전자 하우징에 상호 연결되는, 복수의 영구자석을 구비하는 회전자를 포함한다. 회전자는, 팬 또는 임펠러에 대한 상호 연결을 위한 통합된 샤프트를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 회전자는, 팬 또는 회전자를 수용하는 샤프트에 작동적으로 상호 연결된다. 회전자 조립체 하우징은, (물 펌프, 오일 펌프, 등에서) 자체의 작업과 연관되는 노즐들 또는 배관과 같은, 부가적인 구성요소들을 수용하도록 구성된다. 회전자 조립체 하우징은, 또한, 고정자 조립체의 대응하는 플랜지에 대한 선택적 상호 연결을 위한 플랜지를 포함한다. 고정자 조립체는, 전자석들을 형성하기 위해 와이어에 의해 감기게 되는 고정자 코어들로 구성되는, 고정자를 수용한다. 고정자의 자기력은, 회전자 회전을 부여하기 위해 영구자석들의 자기장과 상호 작용한다.
당업자들은, 고정자 조립체들 및 회전자 조립체들이, 모터가 적절하게 작용하도록 하기 위해 서로 인접하게 배치되어야만 한다는 것을, 인식할 것이다. 본 발명의 실시예들의 하나의 양태가, 복수의 적용에서 사용될 수 있는 모듈형 고정자 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 실시예들은, 주로, 통합된 제어 보드를 구비하는 모듈형 및 기계적으로 독립적인 고정자 조립체에 관련된다. 연관된 회전자는, 고정자 조립체가 적용과 무관하게 동일한, 적용-특정 하우징들 내에 통합된다. 적용-특정 소프트웨어가 통합된 제어 보드에 공급되는 것이, 뒤따르게 된다. 추가로, 일부 실시예의 예상되는 고정자 조립체들은, 어떠한 이동 부품들을, 예를 들어 샤프트를, 보유하지 않으며, 고정자 조립체 및 상호 연결된 적용-특정 회전자 조립체 사이의 상호 작용은, 순수하게 자기력에 의해 구동된다. 이하에 더욱 상세하게 설명되는 도면들은, 오일 및 물 펌프 적용들에서 사용되는 고정자 조립체를 도시한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은, 용어 "부정관사(a 또는 an)"를 동반하는 객체는, 그러한 객체 중의 하나 이상을 지칭한다. 그에 따라, 용어들 "부정관사", "하나 이상" 및 "적어도 하나"는, 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용되는 바와 같은, 문구들 "적어도 하나", "하나 이상", 및 "및/또는"은, 사용 시 접속적 그리고 이접적 양자 모두인 개방형 표현들이다. 예를 들어, 표현들 "A, B, 및 C 중의 적어도 하나", "A, B, 또는 C 중의 적어도 하나", "A, B, 및 C 중의 하나 이상", "A, B, 또는 C 중의 하나 이상", 그리고 "A, B, 및/또는 C"는 각각, A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B 함께, A 및 C 함께, B 및 C 함께, 또는 A 및 B 및 C 함께를 의미한다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 도면들에 사용되는 양, 치수, 조건 등을 표현하는 모든 숫자들은, 본 명세서에서 설명되는 신규의 조립체 및 방법의 특정 적용에 요구되는 바와 같은 모든 사례에서 수정될 수 있는, 근사치인 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서의 "구비하는", "포함하는", 또는 "갖는", 그리고 이들의 변형형들의 사용은, 그후에 열거되는 품목들 및 그들의 균등물 뿐만 아니라 부가적인 품목들을 포괄하도록 의미하게 된다. 그에 따라, 용어들 "구비하는", "포함하는", 또는 "갖는", 그리고 이들의 변형형들은, 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "수단"은, 35 U.S.C., 112(f) 조항에 따라 그의 가능한 한 가장 넓은 해석으로 주어져야 한다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 용어 "수단"을 포함하는 청구항이, 본 명세서에서 기술되는 모든 구조물들, 재료들, 또는 작용들, 그리고 그들의 모든 균등물들을 커버해야 한다. 또한, 구조물들, 재료들, 또는 작용들, 그리고 그들의 모든 균등물들은, 개요, 도면의 간단한 설명, 상세한 설명, 및 첨부 도면에서 설명되는 모든 것을 포함해야 한다.
본 발명의 개요는, 본 발명의 전체 폭 및 범위를 나타내는 것으로 의도되지 않으며, 또는 그렇게 해석되지 않아야 한다. 말하자면, 이러한 그리고 다른 양태들 및 이점들이, 본 명세서에 설명되는 발명(들)의 개시로부터 명백해질 것이다. 또한, 이상에 설명된 실시예들, 양태들, 목적물들, 및 구성들은, 완전한 것도 또는 총망라한 것도 아니다. 인식하게 될 것으로서, 본 발명의 다른 실시예들이, 단독으로 또는 조합으로, 이상에 기술된 또는 이하에 설명되는 특징부들 중의 하나 이상을 사용하여, 가능하다. 더불어, "본 발명" 또는 그의 양태들에 대해 본 명세서에서 이루어지는 언급들은, 본 발명의 특정 실시예들을 의미하는 것으로 이해되어야 하며 그리고 반드시 특정 설명에 대해 모든 실시예들을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명은, 본 발명의 개요에서 뿐만 아니라 첨부 도면 및 상세한 설명에서 다양한 세부 레벨로 기술되며, 그리고 본 발명의 범위에 대한 제한은, 본 발명의 개요 내의 요소들, 구성요소들 등의 포함 또는 비포함에 의해 의도되지 않는다. 본 발명의 부가적인 양태들이, 특히 도면과 함께 취해질 때, 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 명백해질 것이다.
본 명세서에 통합되며 그리고 본 명세서의 일부를 구성하는, 첨부 도면들은, 본 발명의 실시예들을 예시하며 그리고, 이상에 주어지는 본 발명의 개괄적인 설명 및 이하에 주어지는 도면에 대한 상세한 설명과 , 함께, 이러한 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은, 오일 펌프와 함께 사용되는, 본 발명의 일 실시예의 축방향 자속 모터의 사시도이고;
도 2는 도 1의 단면도이며;
도 3은, 주로 고정자 조립체를 도시하는, 도 1의 다른 단면도이고;
도 4는 고정자 조립체의 정면측 사시도이며;
도 5는 고정자 조립체의 배면측 사시도이고;
도 6은 본 발명의 일 실시예의 고정자 코어의 사시도이며;
도 7은 도 6에 도시된 고정자 코어와 함께 사용되는 고정자 코일들의 사시도이고;
도 8은, 오일 펌프와 함께 사용되도록 구성되는, 본 발명의 일 실시예의 회전자 조립체의 단면도이며;
도 9는, 물 펌프와 함께 사용되는, 본 발명의 다른 실시예의 축방향 자속 모터의 사시도이고;
도 10은 도 9의 단면도이며; 그리고
도 11은 도 9에 도시된 실시예에 사용되는 회전자 조립체의 단면도이다.
도면들은 축적에 맞을 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 특정 사례들에서, 본 발명의 이해를 위해 필요하지 않는 또는 인식하기에 어려운 다른 세부 사항을 제시하는 세부사항은, 생략되었을 수 있을 것이다. 물론, 본 발명은 반드시 본 명세서에 예시되는 특정 실시예들로 제한되지 않아야 한다는 것이, 이해되어야 한다.
도 1은, 오일 펌프와 함께 사용되는, 본 발명의 일 실시예의 축방향 자속 모터의 사시도이고;
도 2는 도 1의 단면도이며;
도 3은, 주로 고정자 조립체를 도시하는, 도 1의 다른 단면도이고;
도 4는 고정자 조립체의 정면측 사시도이며;
도 5는 고정자 조립체의 배면측 사시도이고;
도 6은 본 발명의 일 실시예의 고정자 코어의 사시도이며;
도 7은 도 6에 도시된 고정자 코어와 함께 사용되는 고정자 코일들의 사시도이고;
도 8은, 오일 펌프와 함께 사용되도록 구성되는, 본 발명의 일 실시예의 회전자 조립체의 단면도이며;
도 9는, 물 펌프와 함께 사용되는, 본 발명의 다른 실시예의 축방향 자속 모터의 사시도이고;
도 10은 도 9의 단면도이며; 그리고
도 11은 도 9에 도시된 실시예에 사용되는 회전자 조립체의 단면도이다.
도면들은 축적에 맞을 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 특정 사례들에서, 본 발명의 이해를 위해 필요하지 않는 또는 인식하기에 어려운 다른 세부 사항을 제시하는 세부사항은, 생략되었을 수 있을 것이다. 물론, 본 발명은 반드시 본 명세서에 예시되는 특정 실시예들로 제한되지 않아야 한다는 것이, 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 11은, 회전자 조립체(10)에 상호 연결되는 고정자 조립체(6)로 구성되는, 축방향 자속 모터(2)를 도시한다. 본 발명의 실시예의 고정자 조립체(6)는, 다양한 구성의 회전자 조립체들(10)을 받아들일 수 있는, 모듈형이다. 예를 들어, 고정자 조립체는, 오일 펌프 또는 물 펌프에 사용되도록 구성되는 회전자 조립체를 받아들일 수 있다. 당업자들은, 예상되는 고정자 조립체가 다른 회전자 조립체들을 받아들일 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 2 및 도 3은, 도 1의 고정자 조립체를 도시하는 단면도들이다. 고정자 조립체(6)는, 복수의 전자석으로 형성되는 고정자(15)를 수용하는, 고정자 하우징(14)을 포함한다. 더욱 구체적으로, 고정자(15)는, 전기 와이어 권선들(22)을 수용하는 그로부터 연장되는 복수의 코어(18)와 함께 요크(16)로 구성된다. 감긴 코어들은, 그에 따라, 자극을 형성한다. 코어들은, 실질적으로 삼각형 단면을 갖는, 프리즘형일 수 있을 것이다. 잘 알려진 열적 포팅(Thermal potting)이, 고정자를 덮기 위해 고정자 하우징 내에서 사용될 수 있을 것이다. 열적 포팅은, 고정자 및 하우징으로부터의 신뢰할 수 있는 열전달 수단을 제공함에 의해, 축방향 자속 모터 더 차갑게 작동하는 것을 야기한다. 가열은, 전형적으로, 철 및 구리 손실 그리고, 가변 자기장에 의해 고정자 및 권선들에 유도되는 와전류(eddy currents)로부터의 저항 가열에 의해, 또는 (물 펌프 적용의 경우에) 펌핑되는 냉각 유체로부터의, 그리고 (자동차 적용에서) 엔진 블록(미도시) 또는 (도시되지 않은) 다른 사용 환경으로부터의, 하우징으로의 전도에 의해, 일어난다. 다시, 본 발명의 일부 실시예의 주된 양태는, 다양한 구성의 회전자 조립체들을 받아들일 수 있으며 그와 함께 기능할 수 있는 고정자 조립체(6)를 제공하는 것이다.
전력 및 제어 전자기기(23)가, 고정자 하우징(14)과 연관되는 전자기기 하우징(24) 내에 배치된다. 전력 전자기기는, 샤프트 회전 속도를 제어하며, 그리고 또한 결함을 감지할 수 있다. 전자기기 하우징은 또한, 전자석들 내에 자기장을 생성하기 위해 와이어들을 통해 흐르는 전기의 양 및 특성을 선택적으로 제어하도록 구성되는, 제어 유닛을 수용한다. 제어 방법은, PWM, LIN 프로토콜/버스, 또는 CAN 프로토콜/버스를 포함할 수 있을 것이다. LIN 버스는, 직렬 통신 프로토콜에 기초하는 서브-버스 시스템이다. 버스는, 데이터를 전송하기 위해 단일 와이어를 사용하는, 단일 마스터/복수 슬래이브 버스이다. 컨트롤러 영역 네트워크 또는 CAN 프로토콜은, 자동차에 내장되는, 엔진 관리 시스템들, 물 펌프들, 오일 펌프들, 능동 서스펜션, ABS, 기어 컨트롤, 조명 컨트롤, 에어컨, 에어백, 중앙 잠금 장치와 같은, 다양한 전자 장치들 사이에서의 통신 방법이다. PWM 또는 펄스 폭 변조는, 제어 회로류를 포함하는, 다양한 적용들에서 사용되는, 디지털 신호의 유형이다. 하우징은, 또한, 고정자에 의해 생성되는 열을 소산시키도록 설계되는, 히트 싱크(26)를 포함할 수 있을 것이다. 제어 유닛, 전원, 등과의 전기적 통신 상태에 놓이는, 커넥터가, 제공된다.
도 6 및 도 7은, 당업자들에게 친숙할 고정자 구성요소들을 도시한다. 다시, 고정자 코어는, 그로부터 연장되는 복수의 코어(18)와 함께 요크(16)로 형성된다. 와이어 코일들(22)은, 각 코어(18) 둘레에 배치되는 복수의, 예를 들어 6개의, 코일로 구성된다. 권선들은, 라운드형 단면 또는 평면형 단면을 갖는 와이어들을 포함할 수 있을 것이다. 평면형 와이어가, 정사각형 또는 직사가형 단면을 가질 수 있을 것이다. 평면형 와이어 또는 라운드형 와이어는, 구리 또는 알루미늄으로 이루어질 수 있을 것이다. 권선들의 권선 평면이, 샤프트 축에 수직으로 연장되고, 따라서 자속은, 축 방향으로 연장된다. 일 실시예의 모터는, 6개의 극을 갖는 고정자를 사용하며, 그리고 약 120W 내지 250W의 정격 전력을 갖는다. 다른 실시예들은, 9 극 고정자 또는 15 극 고정자를 사용하며, 그리고 개별적으로 약 400W 내지 1200W 및 1500W 내지 3500W를 생성한다. 실제로, 본 발명의 일부 실시예에서, 고정자 극들은, 고정자 코일들이 인쇄 회로 보드 내로 통합되도록, 길이에 관해 감소된다.
코어들의 중간에 있는 중앙 부분을 포함하는, 고정자 조립체의 내부 용적은, 그를 통해 연장되는 적어도 하나의 와이어를 수용할 수 있을 것이다. 코어들의 중간에 있는 중앙 부분을 포함하는, 고정자 조립체의 내부 용적은, 완전히 포팅될(potted) 수 있을 것이다. 그에 따라, 고정자 조립체는, 실질적으로 폐쇄된 내부 용적을 갖는 고정자를 보유할 수 있을 것이다. 당업자는, 도시된 코일들이 많은 브러시리스 DC 모터들에서 전통적으로 확인되는 고정자의 샤프트 사용을 방지한다는 것을, 인식할 것이다. 또한, 일부 실시예의 예상되는 고정자 조립체들은, 어떠한 이동 부품들도, 예를 들어 샤프트들 또는 베어링들을, 보유하지 않는다. 회전자 샤프트는, 고정자 하우징 내로 연장되지 않거나, 또는 고정자를 통해 통과하지 않는다. 고정자 조립체 및 상호 연결될 적용-특정 회전자 조립체 사이의 상호 작용은, 순수하게 자기력을 통해 구동된다. 달리 표현하면, 회전자는, 전체적으로 회전자 하우징 내부에 상주할 수 있고, 샤프트는, 회전자 하우징과 고정자 하우징 사이의 경계를 가로질러 연장되지 않으며, 그리고 고정자는, 전체적으로 고정자 하우징 내부에 상주한다.
일 실시예에서, 전통적인 또는 3D 홀 효과 위치 센서가, (즉, 요크의 종방향 축에 대체로 대응하는) 중심에 위치되며 그리고 모터의 제어 회로류에 상호 연결된다. 예상되는 홀 효과 센서는, 모터 시동 시간을 감소시키도록 설계되며, 그리고 이상에 언급된 포팅 내에 내장될 것이고, 감지 표면은, 회전자 측을 향해 노출된다. 당업자는, 홀 효과 센서들이 회전자로부터의 자기장의 방향을 감지함으로써 작용한다는 것을, 인식할 것이다. 따라서, 회전자는, 위치 감지 자기장을 생성하기 위해 사용되는, 연장되는 자체의 자석들 중의 하나 또는 부가적인 자석을 구비할 것이다.
도 8은 도 1의 축방향 자속 모터에 사용되는 회전자 조립체(10)를 도시한다. 회전자 조립체는, 적어도 하나의 베어링(58)에 의해 하우징에 상호 연결되는 샤프트(54)를 수용하는, 하우징(50)으로 구성된다. 베어링(58)은, 내부 베어링을 포함할 수 있으며, 샤프트(54)는, 베어링 내측 레이스를 포함한다. 추가로, 베어링은, 복열 볼 베어링 또는 복열 볼-롤러 베어링을 포함할 수 있을 것이다. 예상되는 롤러 베어링은, 원통형 또는 테이퍼형 롤러들을 포함할 수 있을 것이다. 단일 베어링의 사용은, 일 실시예의 축방향 자속 모터 구성에 의해 제공되는 짧은 길이의 펌프 샤프트에 의해 가능해진다.
샤프트는, 복수의 회전자 자석(66)을 수용하는, 플레이트(62)에 상호 연결된다. 복수의 자석은, 원주 둘레에 극들을 갖는 링형 자석, 또는 교호 반복적 위치들에 극들을 갖는 복수의 개별적 자석을 포함할 수 있을 것이다. 자석은, 페라이트, 희토류, 또는 다른 공지의 재료들을 포함할 수 있을 것이다. 자석들은, 공지의 방법들을 사용하여 플레이트 부착된다. 예를 들어, 영구자석들은, 플레이트에 부착될 수 있을 것이다. 당업자들은, 일부의 사례에서, 영구자석들이 접착제에 의해 플레이트에 고정되지만, 억지 끼워맞춤, 용접, 등과 같은 다른 상호 연결 메커니즘이, 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
대안적인 제조 방법으로서, 회전자는, 그들 중 하나가 자성을 띠는 분말 재료들이 다이 내에서 압축되며 그리고 아마도 회전자를 형성하기 위해 가열되는, 소결 프로세스로 제작된다. 자석이, 영구적 자기장을 생성하는 회전자 상에 자화된 영역들을 생성하기 위해, 회전자에 나중에 도입된다. 이러한 제조 프로세스의 예가, 참고로 본 명세서에 통합되는, 미국 가특허출원 제62/959,010호(참조번호: 019-056)에서 논의된다.
0.2mm 내지 1.5mm의 범위 이내인, 공기 틈새가, 일 실시예의 회전자와 고정자 사이에 제공된다. 틈새는, 최대 자기 효율을 실현하도록 하기 위해, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 플랜지(70)가, 고정자 조립체의 예상되는 플랜지(74)(예를 들어, 도 3 참조)에 회전자 조립체(10)를 상호 연결하기 위해 사용될 수 있을 것이다. 작동 시, 고정자에 의해 생성되는 자기장은, 예를 들어 펌프를 작동시키도록 샤프트를 회전시키기 위해, 회전자 자석들(66)의 자기장과 상호 작용한다.
도 9 내지 도 11은, 물 펌프에 통합되는 본 발명의 다른 실시예의 축방향 자속 모터(102)를 도시한다. 여기서, 고정자 조립체(106)는, 도 2에 도시된 것과 동일한 구성이다. 그러나, 회전자 조립체(110)는 약간 상이하고, 이는, 유입구(180) 및 배출구(184)를 갖는 물 펌프로서 작동하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예의 플레이트(162)는, 임펠러(188)에 연결되는 샤프트(154)에 상호 연결된다. 작동 시, 임펠러는, 유입구로부터 배출구로 유체를 이동시키도록 회전하고, 이는 당업자들에 의해 이해되어야 한다. 고정자 조립체(106) 구성요소들은 도 1에 도시된 일시예에서와 동일하다는 것을 아는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예들의 예시적 특성들이, 설명되었다. 그러나, 본 발명의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해, 전술한 설명은, 당업자가 통상적으로 본 발명의 실시예들에 포함되는 것으로 이해할 수 있는, 몇 가지 공지의 장치들, 방법들, 시스템들, 구조들, 및/또는 디바이스들을 생략할 수 있을 것이다. 그러한 생략은, 청구되는 발명의 범위의 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 특정 세부사항이, 본 발명의 일부 실시예의 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 본 명세서에 기술되는 특정 세부사항을 넘어 다양한 방식으로 수행될 수 있다는 것이, 인식되어야 한다.
본 명세서에 설명되는 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 수정예들 및 대안예들이, 당업자들에게 일어날 것이다. 그러한 수정들 및 변경들이, 뒤따르는 청구범위에 기술되는 바와 같은, 본 발명의 범위 및 사상 이내에 놓인다는 것이, 명확하게 이해되어야 한다. 더불어, 본 명세서에 설명되는 발명(들)은, 선행하는 설명에 기술되거나 도면에 도시되는, 구성에 대한 세부사항 및 구성요소들의 배열들로, 그 자체의 적용이 제한되지 않는다는 것이, 이해되어야 한다. 즉, 본 명세서에 설명되는 본 발명의 실시예들은, 다양한 방식으로 수행되거나 실행될 수 있다. 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들의 범위는, 상기한 설명에 의해서가 아니라, 뒤따르는 청구범위에 의해 지시된다. 그리고, 청구항들의 의미 및 균등성의 범위 이내에 놓이는 모든 변경들은, 본 발명의 범위 이내에 포함되어야 한다. 대안적인, 상호 교환 가능한 및/또는 균등한 구조들, 기능들, 범위들 또는 단계들을 포함하여, 허용되는 범위까지의 대안적인 실시예들을 포함하는 권리를, 그러한 대안적인, 상호 교환 가능한 및/또는 균등한 구조들, 기능들, 범위들 또는 단계들이 본 명세서에 개시되든 그렇지 않든, 그리고 임의의 특허 가능한 대상을 공개적으로 헌납하도록 의도되지 않는 가운데, 획득하도록 의도된다.
상기한 개시는, 본 발명을 본 명세서에 설명되는 형태 또는 형태들로 제한하도록 의도되지 않는다. 상기한 상세한 설명에서, 예를 들어, 본 발명의 다양한 특징들은, 본 개시를 간소화할 목적으로 하나 이상의 실시예에서 함께 그룹화된다. 이러한 방법의 개시는, 청구된 발명들이 명시적으로 인용되는 것보다 더 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 뒤따르는 청구항들이 반영하는 바와 같이, 발명의 양태들은, 단일의 앞서 개시된 실시예의 모든 특징들보다 보다 적다. 따라서, 뒤따르는 청구항들은, 본 상세한 설명 내에 통합되는 가운데, 각각의 청구항은, 그 자체로 본 발명의 별도의 바람직한 실시예로서 독립된다. 추가로, 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예들은, 실질적으로 본 명세서에 도시되고 설명되는 바와 같은 구성요소들, 방법들, 프로세스들, 시스템들 및/또는 장치들을, 이들의 다양한 하위 조합들 및 하위 세트들을 포함하여, 포함한다. 따라서, 당업자는, 다른 것들을 제공하지 않는 가운데 본 발명의 실시예들의 일부 특징을 제공하는 것이 가능하다는 것을, 인식할 것이다. 달리 기술하면, 본 명세서에 개시되는 바와 같은, 임의의 하나 이상의 양태, 특징, 요소, 수단, 또는 실시예는, 본 명세서에 개시되는 바와 같은, 임의의 하나 이상의 다른 양태, 특징, 요소, 수단 또는 실시예와 조합될 수 있을 것이다.
Claims (13)
- 축방향 자속 모터로서,
요크 내에 장착되는 복수의 고정자 코어를 수용하는 고정자 하우징을 포함하는 고정자 조립체로서, 각 고정자 코어는 전기 와이어 권선을 포함하는 것인, 고정자 조립체;
적어도 하나의 베어링에 의해 샤프트에 상호 연결되는 회전자 하우징, 상기 샤프트에 상호 연결되는 플레이트, 및 상기 플레이트에 상호 연결되는 복수의 자석을 포함하는, 회전자 조립체
를 포함하고,
상기 고정자 조립체는, 수정 없이 제1 구성의 회전자 조립체 및 제2 구성의 회전자 조립체에 상호 연결되도록 구성되는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
제1 구성의 회전자 조립체는, 오일 펌프와 연관되며, 그리고 제2 구성의 회전자 조립체는, 물 펌프와 연관되고, 상기 샤프트는, 임펠러에 상호 연결되는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 하우징은, 회전자 하우징의 플랜지와 맞물리는, 플랜지를 포함하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
고정자는, 대응하는 고정자 코일들을 수용하는 복수의 프리즘 형상 코어를 포함하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
회전자는, 소결 프로세스로서:
다이에 제1 재료를 부가하는 단계,
상기 다이의 상기 제1 재료 위에 제2 재료를 부가하는 단계,
상기 다이 내부에서 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료를 압축하는 단계, 및
상기 제2 재료를 자화시키는 단계
를 포함하는 것인, 소결 프로세스에서 제조되는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 전기 와이어 권선은, 평면형 와이어를 포함하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 전기 와이어 권선은, 라운드형 와이어를 포함하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 조립체는, 통합된 제어 보드를 포함하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 조립체 및 상기 회전자 조립체는, 기계적으로 상호 연결되지 않는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 조립체는, 임의의 이동 부품을 구비하지 않는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 조립체는, 실질적으로 폐쇄된 내부 용적을 갖는 고정자를 보유하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
상기 고정자 조립체의 내부 용적이, 그를 통해 연장되는 적어도 하나의 와이어를 수용하는 것인, 축방향 자속 모터. - 제1항에 있어서,
회전자는, 전체적으로 회전자 하우징 내부에 상주하고, 샤프트는, 회전자 하우징과 고정자 하우징 사이의 경계를 가로질러 연장되지 않으며, 그리고 고정자는, 전체적으로 고정자 하우징 내부에 상주하는 것인, 축방향 자속 모터.
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